广东鑫能机器人科技有限公司 广东省佛山市 528300
摘要：在使用的过程中工业码垛机器人,该机器人操作需要提供一定的空间,并通过编程软件的任务分配到机器人的机械臂,轨迹精确控制的工作过程,但也保证机械臂操作的工作过程的稳定性真的确保机器人的轨迹精度的工作过程,平滑,没有特别大的声音。通过运动计算可以得到机械手的精确轨迹参数。本文对堆垛机器人的运行状态进行了科学的分析和研究。
关键词：新型工业码垛机器人；轨迹规划；研究
1、前言
工业码垛机器人是典型的现代化工业机器人，作为自动化领域的一门新兴技术，近年来在自动化生产线、物流等领域得到广泛应用，对企业提高生产效率、降低运营成本、优化作业布局、改善劳动条件具有重要意义。工业码垛机器人要在作业空间准确完成给定任务，其末端执行器(抓手)的运动轨迹必须准确、稳定。
2、机器人的轨迹规划方法
机械手在工作过程当中，实现科学准确的运动轨迹的规划，必须对机器人的各个关节的运动状态进行控制，机器人在工作轨迹的设定上，可以在一些特定的空间当中进行实施。比如在关节空间进行运动位移和运动轨迹的设定工作当中，对空间当中所存在的一个位置进行模拟，在码垛机器人的控制器内部通过运动学计算方法，对每一个关节在工作当中的运动量和产生的位移量进行计算，机器人在接收到了内部控制指令之后，对外部的机械手实施准确的轨迹移动操作，然后通过关节的运动轨迹的控制，保证机械手可以准确的到达工作的点位上。
又比如在笛卡尔空间当中对机器人的运动轨迹进行设定的工作中，需要保证机器人的末端控制器在设定的位置，对工作当中的移动速度，加速度所需要的时间等相关的数据进行准确的计算。在机器人的关节移动位置，机械手的摆动速度可以依照方程计算来得出。在笛卡尔的空间量描述当中，其中计算量的大小远远超过了空间描述的数据参数总量，需要准确计算出机械手的运动速度，需要具有良好的硬件条件来加以支撑，通过这种方式可以有效达成机械手的规划运行路径。笛卡尔空间当中的运行轨迹的设定，可以让人们更加直观地了解到机械手在运行轨迹当中的特点。通过对运动学和运动学的理论作为研究基础，对现阶段工业生产当中普遍使用的码垛机器人的运行轨迹进行了科学的规划和合理的设定，通过软件平台对运行的时间和运行的角度进行准确的控制，通过角速度的变化达成了目标选定的多样化，通过码垛机器人在关键角的变化速度和最大值的设定，作为轨迹优化的主要参数基础，建立起了一种多样化的数据参数结构，并且对这些数据参数模型进行优化，最终得到最佳的机械运行轨迹。
3、码垛机器人的轨迹规划方法
正常情况下，码垛机器人在机械手的轨迹运动当中可以分为两种不同的模式，一种是点到点之间的运动，另外一种是一种连续性的路径运动。前者当中所涉及到的是点位的搬运点焊工作或者是上下料等工作环境当中，后者比较常见在一些电弧焊喷漆等一些连续性的运动轨迹操作工作中，码垛机器人的运行轨迹设定当中，对于移动过程当中每一个点位的设置运行速度的大小，需要通过多项式的计算方法来进行表示。机械手运行过程当中三项式的轨迹规划和耦合式的轨迹设定，对机械手的运行抛物线、最高点和最低点进行设定。还需要通过一对一的函数轨迹对照方法，通过正弦函数的轨迹研究之后，得到了机器人在工作过程中，每一个轨迹都完全重合。如果在一些特殊的工作环境当中，机器人在工作经过的路径比较复杂，这种复杂的轨迹通常情况下不能用单一的方程式来进行描述。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆基于这种情况，就需要通过计算机软件来进行编程，然后输入到机器人内部的控制系统当中，机器人在工作中依照每一条编程指令来进行分解操作，然后将这些分解动作联系到一起，可以实现机器人重复性的轨迹运行工作。
3.1轨迹路径
码垛机器人在工作过程当中基本上都是以抓取物体、摆放物体等基本操作为主，在每一个动作的执行过程当中，首先通过机器人内部的终端控制器，在运动的初始位置上将物料抓取到上方，然后开始以夹紧物料作为下一个操作的开始，向下运动并且夹紧物料。在操作的过程当中，机器人的大臂和小臂始终保持在同一个操作高度当中，在大臂和小臂开始工作之后，所存在的滞后时间，需要通过机器人底座的运转动作来进行弥补，通过这种运行方式，不但可以保证物料取放的安全性，同时也给机器人运行的稳定性提供了充分的保障。在运行过程中可以最大限度上节省轨迹运动所需要的时间，实现了在整个物料抓取过程中的平滑程度。控制器的下降高度上通过来回转动作为操作的终止点，在下降到预定高度之后，对末端的控制器物料进行准确的放置，同时对系统内部程序控制的大臂和小臂带动着机械手臂上下运动，运动到初始位置后可以形成一个规定条件下的运行轨迹，因为码垛的位置不同，造成了机械手臂在实际工作过程当中的运行坐标点位也存在比较大的差异，所以在针对机器人的加载和卸载的单层路径中，作为码垛机器人运行轨迹规划的必要条件。
3.2技术支撑
在当前我国码垛机器人的研究过程当中，其中比较常见的控制方法有两种：1）基于PC技术；2）基于PLC技术。在研究过程当中通过PLC作为运动控制器为重点研究内容在组态的软件和人机界面当中来进行准确的操作，在上位机的软件和离线编程程序控制之下，将内部的控制程序准确下载到PLC控制器当中，这样可以有效实现对机器人以及物流设备传输的准确控制，将码垛机器人以及相关的物流设备准确反馈给PLC系统，通过这种操作方式可以最大程度地保证码垛机器人工作过程中的稳定性和安全性，并且实际编程过程相对比较简单，产生问题之后的维护工作也比较方便。
3.3控制操作系统
通过编程系统完成对逻辑控制系统的控制，其中包含了运动数据的收集，外部接口的衔接，驱动器和运动过程以及运动轨迹的合理规划。码垛机器人的控制系统当中，依照所具有的系统控制功能，可以将其分为控制服务器系统控制器系统。监控器等，其中系统控制器采用的是MAC1600控制码垛机器人的底部，通过水平运动和竖直运动，在机械手的四个自由度上对原点信号线为信号等进行准确的设定，在运动控制器上对于运动轨迹的规划和运动轨迹的描述进行了确定，最终将运动过程当中所产生的离场点的位置转换成一种脉冲信号发送给服务器内部，通过服务器对电机的电阻进行转动控制，同时在码垛机器人的控制器当中，需要对四个自由度进行准确控制，码垛机器人以一种高速、准确和稳定的运动状态实现对工作的高效化开展，为了最大限度达成良好的运行轨迹，控制效果，需要在各个自由程度上对其中内部的参数进行合理的控制，整个传输的结构包含了PLC和变频器系统控制结构。在获取信号之后，通过串口发送器直接发送到变频器的内部，然后再进行传送带的控制和速度调整等。通过这种控制方式，实现了码垛机器人机械手的张开和闭合的操作轨迹。
4、结语
码垛机器人机械手在运行的轨迹和工作过程当中，通过软件编程的方式让机械手达到一种预期的运动轨迹来完成工作，这也是码垛机器人在系统工作中依照工作人员的具体工作要求，对机器人的每一个关节所产生的位移上升下降的速度，或者是加速度产生的时间范围内，对机械手的运动规律进行了准确的设定。
参考文献：
［1］吕亭强，罗庆生，姚猛．工业码垛机器人示教技术的研究与改进［J］．计算机测量与控制，2011，19(4):950．
［2］高国琴，胡红玉，胡陡．六自由度曲面加工的并联机器人轨迹规划［J］．机械设计与制造，2010，5(5):167－168．
论文作者:侯俊峰
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/8/1
标签：机器人论文; 轨迹论文; 机械手论文; 工作论文; 准确论文; 过程论文; 操作论文; 《防护工程》2019年8期论文;